Электролит для меднения алюминия и его сплавов

(54) эл НИЯИ Е (57) Из ваносте вано дл ЛЯ МЕДНЕНИЯ АЛЮМИ ьзо ения дственного неп ГОСУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ(56) Авторское свидетельство1079701, кл. С 25 0 3/38)Лукомский Ю,Я. и др. Непоственное меднение алюминия ииа его основе. - Технологиянизация производства. 1970,с,73-75. КТРОЛИТ Д0 СПЛАВОВбретение относитсяии и может быть ис сложнопрофилированных деталей изалюминия и его сплавов в радиоэлектронной, автомобильной и других отраслях промышленности, Цель изобре -тения - уменьшение пористости медного покрытия, увеличение прокрываемости сложнопрофилированных изделийи расширение диапазона рабочей плотности тока, Электролит для меднениясодержит (г/л): сернокислую медь45-100; пирофосфорнокислый натрийили калий 200-420; азотистокислыйкалий 8-15; фтористый аммоний 1,52,5; фтористый цирконий 0,02-0,3.Фториды аммония и циркония позволяют существенно снизить пористостьмедных покрытий, повысить прокрываемость сложнопрофилированных изделий из алюминия и его сплавов,а также увеличить диапазон допустимых плотностей тока. 3 табл.Изобретение относится к гальваностегии, в частности к нанесению медных покрытий гальваническим способом на изделия из алюминия и его спла 5 вон, и может быть использовано в радиоэлектронной промьппленности, автомобилестроении и др.Пель изобретения - уменьшение пористости медного покрытия, увеличе ние прокрываемости сложнопрофилированных иэделий и расширение диапазона рабочей плотности тока.Примеры составов исследованных электролитов приведены в табл.1, 15Для приготовления 1 л электролита 75 г меди сернокислой растворяетсяов воде при 60 С. К раствору добавляется 58 г калия пирофосфорнокислого, необходимого для осаждения пирофос фата меди. Полученный осадок отмывается от сульфат-ионов при перемешиО ванин водой, нагретой до 60 С. После промывки смесь выдерживается без перемешивания 4 ч до полного осаждения 25 пирофосфата меди, а затем вода слива етс я с ос адка дека нтацией.Оставшееся количество калия пирофосфорнокислого, равное 252 г, растворяется в отдепьном количестве во ды при комнатной температуре и приливается к осадку пирофосфата меди при перемешивании до полного его растрастворения.1Калйй азотистокислый в количестве 35 12 г, аммоний фтористый в количестве 2 г и цирконий фтористый в количестве 0,16 г растворяются в отдельных объемах воды. Далее к раствору аммония фтористого приливается раствор 40 циркония фтористого, Затем этот раствор добавляется при перемешивании в полученный ранее раствор меди сернокислой и калия пирофосфорнокислого. Последним в электролит вводится при 45 перемешивании раствор калия азотистокислого.При использовании в электролите натрия пирофосфорнокислого взамен калиевой соли 75 г меди сернокислой растворяется в воде при 60 С. Натрий пирофосфорнокислый в количестве 310 г/л растворяется при 80 С в отдельном объеме воды. Далее раствор меди сернокислой при перемешивании приливается к раствору натрия пирофосфорнокислого до полного растворе-. ния выпадающего осадка. Остальные компоненты электроли га вводятся аналогично описанному, Затем объемсполученного раствора доводится водойдо 1 л и охлаждается до комнатнойтемпературы. Требуемое значениерН = 7,5 устанавливается при помощи507,-ного раствора пирофосфорнойкислоты или 307-ного раствора гидроксида калия.Поверхность алюминиевых образцовподготавливается по обычной технологии. Затем электролитически осаждаются медные покрытия, которые испытываются на пористость и прокрываемость сложнопрофилированных изделий.Пористость медных покрытий определяется на образцах из техническичистого алюминия марки А 7 М с толщиной медного покрытия 6 мкм, осажденного при средней плотности токаг1,5 А/дм , которые помещаются вбюретку, заполненную 107-ным раствором гидроксида калия, При этом,отмечается количество выделившегосяэа 30 мин водорода (Ч), который является одним из продуктов коррозииалюминиевой основы, растворяющейсячерез поры медного покрытия, Увеличение количества водорода свидетельствует о возрастании пористости покрытия.Прокрываемость изделий сложногоПрофиля определяется на образцах цилиндрической формы, изготовленныхиз технически чистого алюминия маркиА 7 М, полых внутри. Длина цилиндровсоставляет 60 мм, внешний диаметр9 мм, внутренний 7 мм. После осаждения меди толщиной 6 мкм при среднейгплотности тока 1,5 А/дм образцыФразрезаются вдоль и разгибаются.Критерием прокрываемости служитвеличина Ь - глубина прокрытия внутренней поверхности цилиндра,При определении диапазона рабочейплотности тока устанавливаются верхняя и нижняя границы катодной плотности тока. Для определения верхнейграницы на плоские образцы из технически чистого алюминия марки А 7 Мнаносится медное покрытие толщиной6 мкм. Покрытие испытывается на прочность сцепления с основой согласноГОСТУ 9,302-79, Доброкачественнымсчитается покрытие, выдержавшее испытание. Для определения нижней границы катодной плотности тока на образцы осаждается медное покрытие310 О, 16 12 2 1,5 0,02 45 200 100 420 15 2,5 0,3 3 мкм. Доброкачественным считается покрытие, полностью закрывающее алюминиевую основу. Данные приведены в табл,2.Иэ табл.2 видно, что предлагаемьщ электролит (примеры 1-3) обладает следующими существенными преимуществами перед известным: позволяет получать медные покрытия, пористость которых в 1,6-1,8 раза ниже; обладает в 1,6-1,8 раза большей глубиной прокрываемости сложнопрофилированных изделий; допускает применение в 3-4 раза большую катодную плотность тока.Предлагаемый электролит может быть использован для меднения как технически чистого алюминия марки А 7 И, так и различных его сплавов, таких как АМЦ, АЛ, АЛ, Д. На образцы из этих сплавов после предварительной подготовки наносятся медные покрьггия из электролита оптимального состава (пример 1), после чего определяют пористость покрытий, прокрываемость изделий сложного профиля и диапазон рабочей плотности тока, Результаты представлены в табл.3С течением времени не наблюдается химического разложения предлагаемого раствора. Электролит может работать без дополнительных корректировок в течение длительного времени. В частности, после прохождения 100 Ач/л электричества электролит сохраняет свои технологические характеристики, за исключением рН, который следует корректировать через каждые 25 А ч/л. Рассеивающая спо 6529собность (РС) данного электролитасоставляет 77-85% (в щслевой ячейкеМолера с 1/Ь = 2,8), что соответствует РС известных пирофосфатныхэлектролитов меднения. Катодный ианодный выходы по току близки к 100%,Преимуществами предлагаемогоэлектролита является то, что медные 10 покрьггия имеют мелкокристаллическуюструктуру, он обладает высокой рассеивающей способностью, кроме того,улучшается работа медных анодов: наних отсутствует шламообразование;15 электролит обладает большой буферной емкостью, в силу чего требуется менее частая корректировка рНв процессе работы. 20 Формула изобретения Электролит для меднения алюминияи его сплавов, содержащий сернокислую медь, пирофосфорнокислый натрий 25 или калий и азотистокислый калий,отличающийся тем, что,с целью уменьшения пористости покрытия, увеличения прокрываемостисложнопрофилированных иэделий и рас ширения диапазона рабочей плотноститока, он дополнительно содержит фториды аммония и цирконня при следующем соотношении компонентов,г/л:Сернокислая медь 4 5-100ПирофосфорнокисльпнатриИ или калий 200-420Азотистокислыйкалий 8-15Фтористый аммоний 1, 5 - 2, 5Фтористьпю цирконий О, 02-0, 30Содержание компонентов, г/л Составпопримераи К Рг ОтЭН 0илиМаРО10 Н О и 80 5 Н 0 КЯО йН Р 2 гР 75 12 2 0,01 310 75 310 310 Известный8 50 220 Пористостьпо методу Диапазонрабочей Состав Пористость на по тс алю отнопокрытий(Ч), мп при- мера миноном,пор/см сти т ЗгА/дм деслож про лага мый 0,3-3,0 0,3-2,6 15 1,4 3 8 3,014 16529 8 Таблица 3 ДиапазонрабочейплотноГлубинапрокрываемоМарки сплавов сти тока.(,А/дм 1,20 1,10 1, 10 15 1,20 ДСоставитель В.БелоглазовРедактор И,Сегляник Техред И.Верес Корректор В.Бутяга йЗаказ 4035/24 Тираж 621 ПодписноеВНИИПЙ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул,.Проектная, 4 Порнстостьпокрытий(1), млводорода сти изделийсложногопрофиля